[发明专利]调控水果果肉花青苷合成的基因PpRd及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程和生物技术，尤其涉及一种调控水果果肉花青苷合成的基因PpRd及其应用；具体涉及调控桃果肉花青苷合成的转录因子PpRd的克隆、遗传分析、功能验证以及应用；PpRd可以调控其他调控花青苷合成的转录因子的表达，从而影响果肉花青苷的积累；还涉及果树杂交育种的分子标记的筛选，以便对该基因在果树育种方面的应用。

背景技术

桃约4000年前栽培在中国，之后在罗马时期随丝绸之路传到了欧洲，现在成为温带地区的重要经济果树之一(W.yu-lin.Peach growing and germplasm in China.Acta Horticulturae 173：51-5)。根据果肉颜色，桃品种可以根据果肉颜色分为三类：白色，黄色和红色。目前生产上使用的80％以上的桃品种为白肉水蜜桃(龚林忠，何华平，王富荣，顾霞，10份湖北地方红肉桃资源生物学特性观察，果树学报2008,25：413-417)。而黄桃和红肉桃在中国有悠久的栽培历史。黄桃可以追溯到唐代(约1360年前)，而红肉桃最早见于宋朝时周世厚所编的《洛阳花木记》中。在欧洲红肉桃最早记载于1659年(Hedrick UP，The peaches of New York。1917)。

桃属于蔷薇科，其基因组由8个染色体构成，单倍体基因组约230兆碱基对大小。红肉桃的遗传分析已经有一些报道。在‘Harrow Blood’בRutgers Red Leaf 2n’的F₂杂交后代中，红肉桃和白桃的比例是1：3，因此推断该红肉桃性状是被一个隐性基因控制的(Werner DJ等.Inheritance of the blood-flesh trait in peach.Hortscience1998；33：1243-1246)。这个位点被定位到第四连锁群的顶端。然而，最近有报道在中国红肉桃‘五月鲜’里发现了一个新的红肉桃性状，被认为是被一个定位在五号染色体的显性基因所控制(Shen Z等.Characterization and genetic mapping of a new blood-flesh trait controlled by the single dominant locus DBF in peach.Tree Genetics and Genomes2013；9：1435-1446)。另外，在山桃P1908和引进品种‘Summergrand’的杂交后代中，2个分别位于1号连锁群和3号连锁群的数量性状遗传位点QTL被发现(Quilot B等.QTL analysis of quality traits in an advanced backcross between Prunus persica cultivars and the wi ld relative species P.davidiana.Theoretical and Appl ied Genetics2004；109：884-897)。这些都说明红肉性状是复杂的，可能由多个基因控制。

桃的红肉性状是由于高含量的花青苷积累造成的。花青苷在植物发育中发挥重要的作用，比如保护植物免受强光照的伤害，抵抗病害，吸引动物传播花粉或种子。花青苷对人体健康也是大有裨益的，因此被当做是果实品质的一个重要指标。花青苷的前体是花青素，是尚未进行糖基化、甲基化或乙酰化的物质。花青素根据B环的羟基位置和数目多少，主要可分为天竺葵素、矢车菊花素、飞燕草素。在桃肉中，主要的花青苷成分为矢车菊素-3-葡萄糖苷，另外还有微量的矢车菊素-3-芸香糖苷(Orazem P等.Fruit quality of Redhaven and Royal Glory peach cultivars on seven different rootstocks.Journal of Agricultural and Food Chemistry 201159：9394-9401)。

植物中花青苷的生物合成通路已经研究的很清楚，近些年来的研究主要集中在其转录调控水平上。MYB、basic helix-loop-helix(bHLH)和WD40三种转录因子形成MBW转录复合体结合到苯丙素、类黄酮以及花青苷合成代谢通路的结构基因的启动子上，激活相关基因的转录。除了MBW复合体，还有其他一些转录因子或调控蛋白被报道参与花青苷的合成。